Преди това бригадирът работеше върху превръщането на мотора си в електрически, използвайки постоянен двигател за автоматичен механизъм на вратата. Той също така създаде батерия, предназначена за 84 V DC.
Сега той се нуждае от регулатор на скоростта, който може да ограничи количеството енергия, подавана на двигателя от батерията. Повечето от регулаторите на скоростта, налични в мрежата, не са проектирани за толкова високо напрежение, така че е решено да го направите сами.
В този проект ще бъде проектиран и изграден индивидуален PWM регулатор на скоростта, който контролира скоростта на широкомащабни двигатели с постоянен ток.
Стъпка 1: Инструменти и материали
За този проект ще ви трябват основни инструменти за запояване, като например:
- поялник;
- засмукване на спойка;
- клещи;
Налични са схематични, Gerber файлове и списък с компоненти.
Стъпка 2: Проектирайте контролер за скорост
Тъй като се стремим да контролираме скоростта на постояннотоковия мотор, можем да използваме две технологии. Понижаващ преобразувател, който понижава входното напрежение, е доста сложен, така че беше решено да се използва PWM Control (Pulse Width Modulation). Подходът е лесен за управление на скоростта на захранване на батерията, той се включва и изключва с висока честота. За да промените скоростта на велосипеда, работният цикъл или периодът за изключване на контролера се променят.
Понастоящем механичните превключватели не трябва да бъдат подложени на това високо напрежение, така че N-каналът Mosfet, който е специално проектиран да работи с умерено количество ток при висока честота, е подходящ избор.
За превключване на полукълба е необходим PWM сигнал, който се генерира от таймера 555 на IC и работният цикъл на превключващия сигнал се променя с помощта на потенциометър 100 kΩ.
Тъй като не можем да работим с 555 таймер над 15 V, ще трябва да включим интегралната схема на конвертора lm5008, която понижава входното напрежение от 84 V до 10 V DC, което се използва за захранване на таймера и вентилатора за охлаждане.
За обработка на голямо количество ток са използвани четири N-канални мосфета, които са свързани паралелно.
В допълнение, всички допълнителни компоненти бяха добавени, както е описано в таблиците с данни.
Стъпка 3: Проектиране на печатни платки
След като приключи веригата, беше решено да започне разработването на специална печатна платка за регулатора на скоростта. Взето е решение да се проектира това устройство, така че да е в състояние да извърши допълнителни модификации за други проекти "Направи си сам" на майстора, които използват големи двигатели с постоянен ток.
Идеята за проектиране на платка може да изисква много усилия, но си заслужава. Винаги се опитвайте да проектирате конкретни модули на дъската от друга страна. Такива модули включват схема за управление и захранване. Това се прави така, че когато свързвате всичко заедно, можете да изберете подходящата ширина на печатната песен, особено от страна на захранването.
Добавени са и четири отвора за монтаж, които ще бъдат полезни за монтиране на контролера и задържане на вентилатора заедно с радиатора над MOSFET.
Стъпка 4: Поръчайте печатни платки
За разлика от всяка друга потребителска част за проект „Направи си сам“, печатни платки са най-леките. След като файловете Gerber за окончателното оформление на платката бяха готови, бяха останали няколко кликвания, за да поръчате специализирани печатни платки.
Всичко, което магьосникът на този проект направи, беше да отиде в PCBWAY и да качи неговите Gerber файлове. След като техният екип провери дизайна за грешки, дизайнът ще бъде изпратен до производствената линия. Целият процес ще отнеме два дни и печатните платки ще пристигнат на посочения адрес в рамките на седмица.
Налични са файлове Gerber, схема и спецификация за платката на регулатора на скоростта.
Стъпка 5: Сглобяване на печатни платки
Както се очаква, платките пристигнаха в рамките на седмица. Качеството на печатни платки е абсолютно безупречно. Време е да сглобите всички компоненти, както е посочено в спецификацията, и да ги поставите на мястото си.
За да върви всичко гладко, трябва да започнете с най-малкия компонент на платката, който в нашия случай е конвертор LM5008 Buck, SMP компонент. Веднага след като компонентите бяха запоени, според схемата, майсторът започна да работи с по-големи компоненти.
След сглобяването на дъската е време да настроите 555 таймера с прорез в правилната посока.
Стъпка 6: Охлаждане
С толкова много енергия за справяне, очевидно е, че дъската ще се нагрее. Следователно, за да се справите с излишната топлина, е необходимо да огънете MOSFET и да инсталирате 12 V вентилатор с превключвател между радиаторите.
След това регулаторът на скоростта на PWM е готов за работа.
Стъпка 7: тестване на контролера
За тестване на контролера ще се използва 84 V батерия за електрически велосипед, която е направена от капитана по-рано. Контролерът временно е свързан към батерията и мотора, към който е прикрепен велосипед за задвижване на задното колело.
След включване на превключвателя контролерът се включва и вентилаторът издухва MOSFETs на въздуха. Когато потенциометърът се върти по посока на часовниковата стрелка, двигателят започва да се върти и постепенно увеличава скоростта, пропорционално на въртенето на дръжката.
Стъпка 8: Крайни резултати
Контролерът на скоростта е готов и надхвърли всички очаквания на капитана по отношение на неговите възможности. Контролерът работи лесно с 84 V батерия и плавно контролира скоростта на двигателя.
Но за да тества този регулатор на скоростта под товар, капитанът трябва да завърши проекта си за велосипеди и да монтира всички компоненти заедно.
Можете също да гледате видео на сглобяването на този контролер: